美國時間16日，諾和諾德(Novo Nordisk)的科學家Rita Slaaby，設計出一種新型、帶有開關的胰島素分子—─NNC2215，可根據血中的葡萄糖濃度自動打開和關閉，目前已經在動物身上驗證，這款「智慧」胰島素可以有效降低過高的血糖，同時也可預防血糖下降得過低。該研究發表於《Nature》。
 
對糖尿病患者來說，控制血糖恆定十分重要，注射胰島素可以幫助控制血糖，預防長期高血糖導致心血管疾病、慢性腎臟病、中風和失明。但是過量的胰島素則會造成低血糖發生，甚至會導致意識喪失、癲癇發作甚至死亡。
 
過去研究人員一直致力於開發一款可以根據人體血中葡萄糖含量自動調節胰島素活性的系統，最常見的是製作含有胰島素的化合物，當血糖升高就會釋放胰島素，但缺點是一旦釋放胰島素就不可逆。
 
諾和諾德科學家Rita Slaaby團隊，設計出一種帶有開關的胰島素分子，開關由兩部分組成：一個與胰島素共價結合的巨環結構(macrocycle)，以及葡萄糖上的葡萄糖苷(glucoside)。
 
當血糖濃度較低時，葡萄糖苷會與巨環結構結合，使胰島素保持在關閉的非活性狀態；但當血糖濃度升高時，糖會取代葡萄糖苷並改變胰島素的形狀，使胰島素活化。
 
研究人員進一步在糖尿病豬與大鼠動物模式中進行試驗，並發現，當NNC2215注射到動物體內時，其降低血糖的效果與一般胰島素一樣，並且能防止目前胰島素治療會出現的血糖過低。
 
研究人員指出，當葡萄糖從0 mM升高到20 mM時，胰島素受體與NNC2215結合的親和力增加12.5倍，而當葡萄糖濃度從3 mM增加到20 mM時，胰島素受體對NNC2215的親和力會增加3.2倍。
 
這是第一個以葡萄糖作為目標的胰島素，過去，美國國立衛生研究院(NIH)的化學家David Sacks曾開發出類似具有開關的胰島素，但該胰島素是對果糖做出反應。
 
不過，Sacks指出，這款智慧胰島素仍然面對一些挑戰。例如NNC2215的反應活性範圍比糖尿病患者經常出現的血糖濃度範圍2 mM至20~30 mM更廣，因此，未來研究應進一步證實，在較小的血糖濃度波動下，NNC2215是否也同樣具有效果。
 
諾和諾德發言人表示，雖然這項研究驗證了智慧胰島素NNC2215對葡萄糖敏感的原理，但也同步進行優化研究中。
 
參考資料：https://www.nature.com/articles/d41586-024-03357-7#Echobox=1729096135-1
論文：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08042-3
 
(編譯/李林璦)